Hvad er formålet med en kogepind ved opvarmning af en reaktionsblanding?
Jeg læser nogle ting online og forstår stadig ikke hvordan det fungerer. Sikrer det bare, at blandingen koger jævnt? Hvis ja, hvad er der galt, når en reaktion ikke koger jævnt?
Dette er LibreTexts-side Jeg læste information fra. Jeg forstår ikke udtrykkene “bump” og “superheated”. Hvis væsken er over kogepunktet, hvorfor er det ikke så blevet til en gas?
Kommentarer
- Hvorfor gør den side, du har linket, ikke tilfredsstiller dig? For det sidste spørgsmål: termodynamisk skal det være en gas. Den gas havde ikke tid, endnu ikke, til at danne en boble og bevæge sig frit til overfladen. Dette kan pludselig ske og forårsage slags " eksplosioner " spildt væske omkring eller endda adskilt glasvarer.
- Den sidste forklaring var det, jeg undrede mig over. Tak for det.
- I kemikalielaboratorium kan jeg bevidne det temmelig voldsomt at tømme et reagensglas en gang.
Svar
Kogechips og kogepinde er praktiske løsninger på problemer, som kemikere står over for i laboratoriet.
Når kogende væsker observeres, sker det ofte ikke, at kogningen ikke sker jævnt. I stedet for en mild opvarmning, der giver en mild bobling vi finder ud af, at der ikke sker noget i et stykke tid indtil il, pludselig sker der en hel del boblende, og dette får væsken til at sprøjte overvældende kapaciteten i beholderen og kaste væsken på steder, vi ikke ønsker, at den skal være (under destillationer kan f.eks. sprøjtet kaste væske til toppen af destillationskolonnen, der forurener produktet med rå væske under reaktioner kan produktet udvises helt fra beholderen, hvilket sjældent er, hvad du vil have.
Kogende chips eller pinde sørger for, at kogningen sker jævnt og holder tingene under kontrol.
Problemet de løser er, at der i en glat beholder ofte ikke er mange uslebne pletter til at starte bobler. Bobler er meget lettere at starte, hvis der er en lille grov plaster på karvæggen. Chips eller pinde giver en sådan grov plaster. I mangel af et groft plaster overophedes nogle væsker og kan spontant fordampe, men pludselig og voldsomt. Grovhed sikrer, at bobler begynder at dannes jævnt og mange steder undgår overophedning og gør fordampningen meget mere jævn.
Ideen om, at ting ikke vil ske på denne måde som “Hvis væsken er over kogepunktet, hvorfor er det ikke blevet til en gas da? er en fejl ved at anvende ideerne om termodynamisk ligevægt til en situation, der klart ikke er i ligevægt. Hvis du opvarmer noget, er det tydeligvis ikke i ligevægt, og du skal bekymre dig om de praktiske effekter ikke den ideelle termodynamiske udsigt. I praksis tilskyndes fordampning af kimdannelsessteder (f.eks. Ru pletter på glasset). Hvis der ikke er nok af dem, sker det muligvis ikke jævnt.
Svar
Et stofs kogepunkt er defineret som den temperatur, ved hvilken damptrykket i en væske eller opløsning er lig med atmosfæretryk det betyder ikke, at gas er begyndt at udfældes ud af opløsningen. Nøglen her er at fokusere på det faktum, at kogning er gas, der udfældes ud af opløsning på samme måde som et fast stof udfældes ud af en overmættet opløsning. Har du set nedbørsdemonstrationerne, hvor en overmættet opløsning får en krystal af det opløste stof indført, og bundfaldet straks begynder at vokse i opløsning? Kogechippen tjener et lignende formål som det opløste stof, der introduceres til en overmættet opløsning.
For at udfældningen skal begynde at ske, kræver det nok af det udfældende materiale til at overvinde opløsningsmidlets viskositet og sammenføjning sammen til sin egen enhed. Kogende chips giver en ujævn overflade, hvorpå gasser kan danne bobler og undslippe opløsningen; laboratorieglasvarer er typisk for glatte.
Med hensyn til bumping kan du tænke på den overophedede væske som en overmættet opløsning, hvor enhver forstyrrelse kan give kimdannelsesstedet. Når væsken er forstyrret, får du nedbør ligesom i natriumacetatdemoer, bortset fra at denne udfældning er en gas, der optager et meget større volumen end et fast stof eller en væske, og den sprøjter overalt.